Νέα εργασία επιστημόνων στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος του Ινστιτούτου Επιγενετικής κατέστησε δυνατή τη μερική
Τι είναι η αναγεννητική ιατρική;
Με την ηλικία, η ικανότητα των ανθρώπινων κυττάρωνη λειτουργία μειώνεται και ίχνη γήρανσης συσσωρεύονται στο γονιδίωμα. Η αναγεννητική βιολογία εστιάζει στην επισκευή ή την αντικατάσταση των κυττάρων. Ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία της αναγεννητικής βιολογίας είναι η ικανότητά μας να δημιουργούμε «επαγόμενα» βλαστοκύτταρα. Αυτή η διαδικασία είναι το αποτέλεσμα πολλών βημάτων, καθένα από τα οποία διαγράφει ορισμένα από τα σημάδια που κάνουν τα κύτταρα εξειδικευμένα. Θεωρητικά, αυτά τα βλαστοκύτταρα μπορούν να γίνουν οποιοδήποτε είδος κυττάρου. Το πρόβλημα είναι ότι οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να αναδημιουργήσουν αξιόπιστα τις συνθήκες για την εκ νέου διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων σε όλους τους τύπους κυττάρων.
γυρίστε τον χρόνο πίσω
Μια νέα μέθοδος βασισμένη στην τεχνολογία που έλαβεΤο βραβείο Νόμπελ που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για τη δημιουργία βλαστοκυττάρων λύνει το πρόβλημα της πλήρους διαγραφής της κυτταρικής ταυτότητας σταματώντας τον επαναπρογραμματισμό σε κάποιο σημείο της διαδικασίας. Έτσι, οι επιστήμονες βρήκαν την ακριβή ισορροπία μεταξύ του επαναπρογραμματισμού των κυττάρων, που τα καθιστά βιολογικά νεότερα, αλλά ταυτόχρονα τους επιτρέπει να αποκαταστήσουν τις εξειδικευμένες κυτταρικές τους λειτουργίες.
Το 2007, ο Shinya Yamanaka ήταν ο πρώτος επιστήμοναςπου μετέτρεψαν τα φυσιολογικά κύτταρα που επιτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία σε βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν την ειδική ικανότητα να εξελιχθούν σε κάθε τύπο κυττάρου. Η πλήρης διαδικασία επαναπρογραμματισμού βλαστοκυττάρων διαρκεί περίπου 50 ημέρες και απαιτεί τη χρήση τεσσάρων βασικών μορίων που ονομάζονται παράγοντες Yamanaka.
Η νέα μέθοδος, την οποία οι επιστήμονες ονόμασαν «παροδικήΟ επαναπρογραμματισμός της φάσης ωρίμανσης, εκθέτει τα κύτταρα σε παράγοντες Yamanaka μόνο για 13 ημέρες. Αυτή τη στιγμή, οι αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία αφαιρούνται και τα κύτταρα χάνουν προσωρινά την «ατομικότητά» τους. Τα μερικώς επαναπρογραμματισμένα κύτταρα του δέρματος έλαβαν χρόνο να αναπτυχθούν υπό κανονικές συνθήκες για να διαπιστωθεί εάν το συγκεκριμένο τους επέστρεφε. Η ανάλυση του γονιδιώματος έδειξε ότι «έλαβαν» και πάλι χαρακτηριστικούς δείκτες, σε αυτή την περίπτωση, ινοβλάστες. Οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα όταν παρατήρησαν την παραγωγή κολλαγόνου στα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα.
Η ηλικία δεν είναι απλώς ένας αριθμός
Για να δείξουμε ότι τα κύτταρα αναζωογονούνται,οι ερευνητές αναζήτησαν αλλαγές στα σημάδια της γήρανσης. Όπως εξήγησε ο Δρ Diljit Gill του Εργαστηρίου Wolf Reik στο Ινστιτούτο Babraham, «Η κατανόησή μας για τη γήρανση σε μοριακό επίπεδο έχει επεκταθεί την τελευταία δεκαετία. Αυτό οδήγησε σε μεθόδους που επιτρέπουν στους επιστήμονες να μετρούν τις βιολογικές αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία στα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό το εφαρμόσαμε στο πείραμά μας».
Οι ερευνητές μελέτησαν αρκετούς δείκτεςηλικία των κυττάρων. Το πρώτο είναι το επιγενετικό ρολόι, όπου τα χημικά σημάδια που υπάρχουν στο γονιδίωμα υποδεικνύουν την ηλικία. Το δεύτερο είναι το μεταγραφικό, όλα τα γονίδια που διαβάζονται που παράγονται από το κύτταρο. Για αυτές τις δύο μετρήσεις, τα επαναπρογραμματισμένα κελιά ταίριαξαν με το προφίλ των κυττάρων που ήταν 30 χρόνια νεότερα σε σύγκριση με τα σύνολα δεδομένων αναφοράς.
Ποια είναι η κατώτατη γραμμή;
Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνικής επηρεάζονται απότο γεγονός ότι τα κύτταρα όχι μόνο φαίνονται, αλλά λειτουργούν και σαν νεαρά. Οι ινοβλάστες παράγουν κολλαγόνο, ένα μόριο που βρίσκεται στα οστά, στους τένοντες του δέρματος και στους συνδέσμους, βοηθώντας στη δομή των ιστών και στην επούλωση των πληγών. Οι ανανεωμένοι ινοβλάστες παρήγαγαν περισσότερες πρωτεΐνες κολλαγόνου σε σύγκριση με κύτταρα ελέγχου που δεν υποβλήθηκαν στη διαδικασία επαναπρογραμματισμού. Μετακομίζουν και σε περιοχές που χρήζουν αποκατάστασης.
Όπως σημείωσαν οι συγγραφείς της νέας εργασίας, η μέθοδος είναι επίσηςείχε αντίκτυπο σε άλλα γονίδια που σχετίζονται με ασθένειες και συμπτώματα που σχετίζονται με την ηλικία. Το γονίδιο APBA2, που σχετίζεται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ, και το γονίδιο MAF, το οποίο παίζει ρόλο στην ανάπτυξη του καταρράκτη, παρουσίασαν αλλαγές προς ένα επίπεδο μεταγραφής νεανικής ηλικίας. Αυτό θα επεκτείνει την εφαρμογή της τεχνολογίας.
Διαβάστε περισσότερα:
Υπάρχει ένας άλλος «πλανήτης» μέσα στη Γη: πώς έσωσε την εκκολαπτόμενη ζωή
Νέα μελέτη διαψεύδει τη θεωρία μεταφοράς φωτεινής ενέργειας
Οι επιστήμονες πρόσθεσαν πυρίτιο σε έναν κβαντικό υπολογιστή: οι υπολογισμοί έγιναν ρεκόρ ακριβείς